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1.2.9 [01LR]

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1.2.9

Les faisceaux 𝒜Vp,q\mathscr{A}_{V}^{p,q} sont munis de deux opérateurs différentiels, d′\mathop{\mathrm{d^{\prime}}} et d′′\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}, définis ainsi en coordonnées. Pour ω\omega comme ci-dessus,

d′⁡ω=∑|I|=p,|J|=q∑i=1n∂ωI,J​(x)∂xi​d′⁡xi∧d′⁡xI∧d′′⁡xJ\displaystyle\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\omega=\sum_{\mathopen{|}{I}\mathclose{|}=p,\,\mathopen{|}{J}\mathclose{|}=q}\sum_{i=1}^{n}\frac{\partial\omega_{I,J}(x)}{\partial x_{i}}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{i}\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{I}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{J}
d′′⁡ω=(−1)p​∑|I|=p,|J|=q∑j=1n∂ωI,J​(x)∂xj​d′⁡xI∧d′′⁡xj∧d′′⁡xJ.\displaystyle\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\omega=(-1)^{p}\sum_{\mathopen{|}{I}\mathclose{|}=p,\,\mathopen{|}{J}\mathclose{|}=q}\sum_{j=1}^{n}\frac{\partial\omega_{I,J}(x)}{\partial x_{j}}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{I}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{j}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{J}.

Ainsi, d′⁡ω\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\omega est de type (p+1,q)(p+1,q), tandis que d′′⁡ω\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\omega est de type (p,q+1)(p,q+1). Notons que pour i∈{1,…,n}i\in\{1,\dots,n\}, les symboles d′⁡xi\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{i} et d′′⁡xi\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{i} sont bien les images par d′\mathop{\mathrm{d^{\prime}}} et d′′\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}} de la fonction affine xix_{i} sur VV. Remarquons aussi que la différentielle d′\mathop{\mathrm{d^{\prime}}} n’est autre que l’opérateur induit par la connexion naturelle dans le fibré vectoriel trivial de fibre Λq​V→∗\Lambda^{q}\overrightarrow{V}^{*}.

Ces opérateurs s’étendent de façon évidente aux formes à coefficients dans une classe admissible de fonctions, pourvu que cette classe ait une régularité suffisante. Par exemple, si ω\omega est une forme de type (p,q)(p,q) à coefficients de classe 𝒞r\mathscr{C}^{r}, d′⁡ω\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\omega et d′′⁡ω\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\omega sont des formes de types (p+1,q)(p+1,q) et (p,q+1)(p,q+1) à coefficients de classe 𝒞r−1\mathscr{C}^{r-1}.

\lemmname 1.2.10.

On a les relations

d′′=Jd′J,Jd′=d′′J,Jd′′=d′Jetd′=Jd′′J\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}=\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\mathrm{J},\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}=\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\mathrm{J},\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}=\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\mathrm{J}\;\text{et}\;\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}=\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\mathrm{J}
Démonstration.

Par linéarité, il suffit de traiter le cas d’une forme de la forme ω=α​d′⁡xI∧d​c​xJ\omega=\alpha\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{I}\wedge dcx_{J}, où II et JJ sont des multiindices de longueur pp et qq. Alors,

J​d′⁡J​ω\displaystyle\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\mathrm{J}\omega =(−1)p​q​J​d′⁡α​d′⁡xJ∧d′′⁡xI\displaystyle=(-1)^{pq}\mathrm{J}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}\alpha\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{J}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{I}
=(−1)p​q​J​∑i=1n∂α∂xi​d′⁡xi∧d′⁡xJ∧d′′⁡xI\displaystyle=(-1)^{pq}\mathrm{J}\sum_{i=1}^{n}\frac{\partial\alpha}{\partial x_{i}}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{i}\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{J}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{I}
=(−1)p​q​∑i=1n∂α∂xi​d′′⁡xi∧d′′⁡xJ∧d′⁡xI\displaystyle=(-1)^{pq}\sum_{i=1}^{n}\frac{\partial\alpha}{\partial x_{i}}\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{i}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{J}\wedge\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{I}
=(−1)p​q​(−1)p⁡(q+1)​∑i=1n∂α∂xi​d′⁡xI∧d′′⁡xi∧d′′⁡xJ\displaystyle=(-1)^{pq}(-1)^{p(q+1)}\sum_{i=1}^{n}\frac{\partial\alpha}{\partial x_{i}}\mathop{\mathrm{d^{\prime}}}x_{I}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{i}\wedge\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}x_{J}
=d′′⁡ω.\displaystyle=\mathop{\mathrm{d}^{\prime\prime}}\omega.

Les autres relations s’en déduisent, compte tenu du fait que J\mathrm{J} est une involution. ∎

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